Feuerverzinkung

Abfallvermeidung durch Einsatz einer neuen Vorbehandlungstechnik in Feuerverzinkereien für Stückverzinkung

Durch eine getrennte Säurewirtschaft fallen in der neuen Anlage reine eisen- bzw. zinkhaltige Abfallbeizen an, die als Rohstoffe eingesetzt werden können. Durch ein dynamisches Reinigungsverfahren konnte die Salzsäurekonzentrationen in der Entfettung und der Beize gesenkt werden. Daraus ergeben sich geringere Verschleppungsraten in Folgebädern sowie geringere Chlorwasserstoff-(HCl)-Emissionen. Die Abgase der Beizbäder und Verzinkungsbäder werden erfasst und gereinigt. Die staubförmigen Emissionen im gereinigten Abgas erreichen nur 1/25 der zulässigen Obergrenze von 10 mg/cbm, bei Cadmium liegen sie sogar unterhalb der Nachweisgrenze von 0,0002 mg/cbm

 

Zusammenfassung

Eine neu zu errichtende Feuerverzinkungsanlage wurde so konzipiert, dass beim Entrosten der Werkstücke keine Mischbeizen anfallen, die als Sonderabfall beseitigt werden müssen, sondern nur reine eisen- bzw. zinkhaltige Abfallbeizen, die in der Chemischen Industrie als Rohstoffe eingesetzt werden können. Dazu musste das Beizbad für die zinkbehafteten Werkstücke (fehlbeschichtete Teile, zinkbehaftete Gestelle) räumlich und organisatorisch von der Produktionslinie- Entfetten, Beizen, Fluxen, Verzinken getrennt werden. Durch die Trennung der Beizprozesse ist es außerdem möglich, die jeweils optimalen Beizbedingungen einzustellen. 

 

Die Abgase der Beizbäder und Verzinkungsbäder werden erfasst und gereinigt. Die ausgewaschenen Komponenten HCl und NH3 werden als Ammoniumchlorid (NH4Cl) dem Fluxbad wieder zugegeben. Die staubförmigen Emissionen im gereinigten Abgas erreichen nur 1/25 der zulässigen Obergrenze von 10 mg/cbm, bei Cadmium liegen sie sogar unterhalb der Nachweisgrenze von 0,0002 mg/cbm. Die Gesamtinvestitionen für das Projekt betrugen rund 5 Mio. DM (2,6 Mio. €), die Fördermittel des Bundes betrugen rund 1 Mio. DM 

(500.000 €).

 

Innovative Vorbehandlungstechniken in einer Feuerverzinkerei 

Umweltmaßnahmen brachten auch ökonomische Vorteile

 

In Feuerverzinkereien werden Metallteile durch Eintauchen in ein Bad aus flüssigem Zink mit einer dünnen Zinkoberfläche überzogen. Zur Vorbereitung auf den eigentlichen Verzinkungsvorgang werden die Teile einer Vorbehandlung (Reinigung) unterzogen, die in aller Regel aus den Arbeitsschritten "Entfettung" und "Beizen" besteht. 

 

Eine wirksame Entfettung ist erforderlich, um saubere Werkstoffoberfläche zu erhalten und um zu verhindern, dass die nachfolgenden Behandlungsbäder mit Ölen und Fetten kontaminiert werden. Eine Verschleppung von Ölen und Fetten bis in den Verzinkungskessel hätte erhöhte TOC-Gehalte (Öl, Fett, Dioxine) des Filterstaubs zur Folge, was die Verwertung des Filterstaubs erschweren würde. 

Das Beizen ist eine Säurebehandlung, durch die eine für den nachfolgenden Beschichtungsprozess erforderliche reine, metallische Oberfläche hergestellt wird. Gebeizt werden in Feuerverzinkereien: 

  • rohe Werkstücke (Material: Eisen),
  • fehlbeschichtete Teile (Material: Zink und Eisen),
  • Gestelle, an denen die Werkstücke aufgehängt und transportiert werden (Material: Zink und Eisen).

Bei den herkömmlichen Feuerverzinkereien finden alle Beizprozesse in einer Beizanlage statt, was zur Folge hat, dass die Beizsäuren mit Zink und Eisen beladen werden. Diese so genannten Mischsäuren fallen in Deutschland in einer Größenordnung von 30.000 Tonnen pro Jahr an und werden größtenteils in Chemisch-Physikalischen Behandlungsanlagen zur Neutralisationsfällung oder Emulsionsspaltung eingesetzt. Die in ihnen enthaltenen Wertstoffe (vor allem Zink) gehen dem Wirtschaftskreislauf verloren. 

 

Für die Firma Otto KG in Kreuztal ergab sich durch die Produktionsverlagerung ihrer Metallfertigung die Notwendigkeit, eine neue Verzinkerei zu errichten. Das Unternehmen nutzte diese Gelegenheit dazu, einen durch produktionsintegrierte Umwelttechnologie luft-, wasser- und abfallseitig optimierten Betrieb unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit zu verwirklichen. Das Vorhaben (Gesamtinvestitionsvolumen rund 5 Mio. DM (2,6 Mio. €) wurde als Pilotprojekt in Zusammenarbeit mit dem Umweltbundesamt, Berlin, durchgeführt und vom Bundesumweltministerium mit einem Zinszuschuss (rund 1 Mio. DM (500.000€)) zu einem Darlehen aus dem Umweltprogramm der Deutschen Ausgleichsbank gefördert. 

 

Die neue Verzinkerei sollte die Abfallentstehung minimieren, durch Umstellungen in der Produktion möglichst verwertbare statt zu beseitigende Abfälle produzieren und verbesserte Arbeitsbedingungen, bezogen auf Raumluft und Staubzusammensetzung, bieten.

 

Die neuartige Anlagenkonzeption der Firma Otto KG sieht Hubgerüste bei allen Prozessbädern der Vorbehandlungslinie vor. Durch intervallartige Hubbewegungen der Ware ermöglicht dieses dynamische Reinigungsverfahren, die Salzsäurekonzentrationen in der sauren Entfettung und der Beize gegenüber den üblichen Werten weit abzusenken. Neben einer geringeren Verschleppungsrate in Folgebädern hat dies auch geringere Chlorwasserstoff-(HCl)-Emissionen am Arbeitsplatz zur Folge. 

 

Die Spültechnik wurde ebenfalls gegenüber herkömmlichen Anlagen verbessert. Der für Feuerverzinkungsanlagen übliche abwasserfreie Betrieb kann auch hier gewährleistet werden. Die so optimierte Vorbehandlung hat dazu geführt, dass der bei der Abgasreinigung des Verzinkungsbads mit Hilfe filternder Abscheider anfallende Staub ohne Probleme zur Rückgewinnung von Flussmittelsalzen aufgearbeitet werden kann. 

 

Die oben beschriebene Mischsäureproblematik konnte nach nunmehr einjährigem Betrieb durch konsequent durchgeführte getrennte Säurewirtschaft vermieden werden. Die zinkhaltige Abbeize entspricht den Annahmekriterien der Verwerter. Um dies auch für die eisenhaltige Beize zu gewährleisten (Zinkgehalt unter drei Gramm pro Liter), müssen nachfolgende Maßnahmen ergriffen werden: 

  • Einsatz von Bindedraht oder sehr gut abbeizbaren Ketten,
  • Reinigung der Traversen von Zinkspritzern,
  • Motivierung und Kontrolle des Personals.

Die Umweltmaßnahmen brachten dem Unternehmen auch ökonomische Vorteile. Die Einsparungen pro zu entsorgender Tonne Altsäure durch Vermeidung von Mischsäureanfall liegen bei 300,-- DM (153 €). Daraus ergibt sich eine berechnete Amortisationszeit von 3,6 Jahren für die über eine konventionelle Anlage hinausgehenden Aufwendungen für Umweltschutzmaßnahmen. Damit konnte das Projekt zeigen, wie durch produktionsintegrierten Umweltschutz mit vertretbarem finanziellem Aufwand Umweltbelastungen vermieden werden können.

 

Projektbeteiligte

Durchführende Institution

Otto Kunststoffrecycling GmbH & Co. KG

Förderung

Fördernde Institution

Umweltinnovationsprogramm (UIP)

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Abfallvermeidung durch Einsatz einer neuen Vorbehandlungstechnik in Feuerverzinkereien für Stückverzinkung

Projektnummer: 9036

Projektzeitraum: 1992 - 1994

Projektort: Deutschland (Nordrhein-Westfalen)

Projektansprechpartner:

Frau Fischer

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+49 (340) 2103 3067

+49 (340) 2104 3067

Link zum Umweltinnovationsprogramm

Quelle: Fachbibliothek Umwelt des Umweltbundesamtes